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浅析大数据时代下数据可视化技术

毕业论文 ziyuan 2个月前 (11-26) 58次浏览 已收录 0个评论

浅析大数据时代下数据可视化技术

摘 要:大数据时代的到来不仅给人们带来无限的可能也带来巨大的挑战。在当今大数据背景下,海量数据只有在被合理采集、解读与表达之后才能完美展现它们奥秘,而可视化则无疑是让数据变的亲切和便于理解。所以,只有在理解了数据可视化的概念和技术之后,才能通过对其原理和方法进行研究和合理运用,获取数据背后隐含的价值。
关键词:大数据;数据可视化;可视化技术;应用
大数据时代的来袭,使得各行各业发挥各自领域的专业优势,相互合作,将数据可视化推向了当代的热潮。所以数据可视化顺应大数据时代的到来而兴起,从大数据中掌握相关的规律,从而掌握用户的购买能力、购买习惯等,然后进行相关营销策略的调整,由此可见数据的潜在价值是巨大的。信息可视化工具可以帮助我们高效处理大量的数据,并以形象化的视图呈现在使用数据的人的面前。
一、数据及数据可视化的基本概念
数据,英文名是 Data,是用来描述科学现象和客观世界的符号记录,是构成信息和知识的基本单元。而大数据比较公认的概念是含有 4 个 V 的特点的数据 : 数据量大 (Volume), 变化速度快 (Velocity )、数据类型多样化 (Variety) 与价值密度低 (Value )。从计算机技术的专业角度来说,大数据是结构复杂、数量庞大、类型众多的数据的集合,包括非结构化数据、半结构化数据和结构化数据。在运用这些大数据之前我们需要对数据进行搜集、归类、分析甚至后期的信息重组,转化为我们能够一目了然的、可视化的线条变化趋势和图像,这样我们能够清晰的得出结论。
可视化 (Visualization) 技术是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域,成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。
二、数据可视化技术分析
数据可视化技术的基本思想,是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示,大量的数据集构成数据图像,同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示,可以从不同的维度观察数据,从而对数据进行更深入的观察和分析。给人们提供一个直觉的、交互的和反应灵敏的可视化环境。
数据可视化技术有如下特点:
1. 交互性。用户可以方便地以交互的方式管理和开发数据。
2. 多维性。对象或事件的数据具有多维变量或属性,而数据可以按其每一维的值分类、排序、组合和显示。
3. 可视性。数据可以用图像、曲线、二维图形、三维体和动画来显示,用户可对其模式和相互关系进行可视化分析。
它包含以下几个基本概念 :
4. 数据空间 : 是由 n 维属性和 m 个元素组成的数据集所构成的多维信息空间。
5. 数据开发 : 是指利用一定的算法和工具对数据进行定量的推演和计算。
6. 数据分析 : 指对多维数据进行切片、块、旋转等动作剖析数据,从而能多角度多侧面观察数据。
7. 数据可视化 : 是指将大型数据集中的数据以图形图像形式表示,并利用数据分析和开发工具发现其中未知信息的处理过程。
三、数据可视化技术在各个领域的应用
1. 气象预报。气象预报关系到亿万人民的生活、国民经济的持续发展和国家安全。气象预报的准确性依赖于对大量数据的计算和对计算结果的分析。一方面,科学计算可视化可将大量的数据转换为图像,在屏幕上显示出某一时刻的等压面、等温面、旋涡、云层的位置及运动、暴雨区的位置及其强度、风力的大小及方向等,使预报人员能对未来的天气作出准确的分析和预测。通常情况下,气象工作者将二维的层状数据人为叠加来进行分析,而运用三维可视化,可让气象工作者从大量二维图像计算中解脱出来,让他们的精力集中于预报所需的实际数值。
2. 医学。可视化技术已广泛应用于诊断医学、整形与假肢外科中的手术规划与辐射治疗规划等方面。在以上应用中核心技术是将过去看不见的人体器官能以二维图像形式显示出来或重建它们的三维模型。由于三维医学图像构模涉及的数据量大、体元构造算法复杂、运算量大,因此至今仍是医学图像可视化技术中的瓶颈所在。在这一领域中图像处理技术占主流,而计算机视觉与图形学则在整形外科的手术中起主要作用。
3. 生物、分子学。在对蛋白质和 DNA 分子等复杂结构进行研究时,可以利用电镜、光镜等辅助设备对其剖片进行分析、采样获得剖片信息,利用这些剖片构成的体数据可以对其原形态进行定性和定量分析,因此可视化是研究分子结构必不可少的工具。
四、数据可视化的意义
1. 让数据分析更加便捷。实现数据的可视化,无非就是让人们在对数据进行处理的过程中,更加方便、快捷与精准。这样的数据分析不仅能更加贴近了人们的生活,还能满足人们的实际生活需要。
2. 让知识获取更加方便。现代背景下的数据收集,具有良好的精准性,采用新的软件技术及手段,不仅让人们更加容易的获得庞大的数据库,还能挖掘其隐藏的数据目标。在生活中,常遇到的数据一般都是具有标识系统的,这种标识系统不仅仅是方向性的,还有文字性的。如街头上的指路标志,不仅让你更加直观的获取信息,还能为了解决实际的需要。
总之,数据可视化主要是借助于人眼快速的视觉感知和人脑的智能认知能力,可以起到清晰有效地传达、沟通并辅助数据分析的作用。当今流行的数据可视化技术综合运用计算机图形学、图像处理、人机交互等技术给用户传递更多有价值的信息,能够提高生产效率,节约生产时间,能够对经济的进步做出推动。
参考文献
[1]陈为,张高,鲁爱东.数据可视化的基本原理与方法[M].北京:科学出版社,2013.
[2]陈明.大数据概论[M].北京:科学出版社,2014:182-198.
[3]陈为,沈则潜,等.数据可视化[M].北京:电子工业出版社,2014

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